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螺旋传动式伸缩机构和 工程机械

阅读：253发布：2021-06-11

专利汇可以提供螺旋传动式伸缩机构和工程机械专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且螺旋传动式伸缩机构，包括依次可滑动套装的伸缩件，所述伸缩件包括末级伸缩件（1）、首级伸缩件（6）以及至少一个中间伸缩件（3），其中，所述末级伸缩件和中间伸缩件通过伸缩驱动装置驱动，所述伸缩驱动装置包括同轴的螺杆（5）和螺母（2，4），所述螺杆（5）安装在伸缩机构内部且能够被驱动旋转，所述末级伸缩件（1）和中间伸缩件上分别设有螺母，并且所述末级伸缩件和中间伸缩件中的各相邻两级伸缩件之间各自设有锁定装置。此外，本发明还提供一种包括所述螺旋传动式伸缩机构的工程机械。本发明结构简单，其通过一套伸缩驱动装置即可实现末节伸缩件和各个中间伸缩件的连续有序地伸缩，从而减轻了伸缩机构的重量，节省了成本。，下面是螺旋传动式伸缩机构和工程机械专利的具体信息内容。

权利要求

1.螺旋传动式伸缩机构，包括依次可滑动套装的伸缩件，所述伸缩件包括最内层的末级伸缩件(1)、最外层的首级伸缩件(6)以及位于该首级伸缩件(6)与末级伸缩件(1)之间的至少一个中间伸缩件(3)，其中，
所述末级伸缩件(1)和各级中间伸缩件通过伸缩驱动装置驱动，所述伸缩驱动装置包括一根同轴的螺杆(5)和用于与该螺杆(5)啮合的螺母(2，4)，所述螺杆(5)沿所述伸缩机构的伸缩方向安装在该伸缩机构的内部且能够被驱动旋转，所述末级伸缩件(1)和各级所述中间伸缩件中至少所述末级伸缩件(1)和其中一个所述中间伸缩件(3)上分别设有所述螺母(2，4)，并且所述末级伸缩件(1)和所述中间伸缩件中的各相邻两级伸缩件之间各自设有用于选择性锁定或解锁该相邻两级伸缩件的锁定装置；以及
在所述伸缩机构完全缩回的状态下，所述末级伸缩件(1)上的所述螺母(2)与所述螺杆(5)的螺纹部(9)啮合，且全部所述螺母(2，4)中的除了与所述螺纹部(9)啮合的螺母(2)以外的螺母依次位于所述螺纹部(9)的一端之外而均处于待啮合状态；以及在所述伸缩机构完全伸出的状态下，全部所述螺母(2，4)中的至少一个螺母与所述螺杆(5)的螺纹部(9)保持啮合。
2.根据权利要求1所述的螺旋传动式伸缩机构，其中，所述末级伸缩件(1)和各级所述中间伸缩件上分别设有所述螺母(2，4)；以及
在所述伸缩机构完全缩回的状态下，仅所述末级伸缩件(1)上的螺母(2)与所述螺杆(5)的螺纹部(9)啮合，各级所述中间伸缩件上的螺母(4)从与所述末级伸缩件(1)相邻的中间伸缩件上的螺母开始依次位于所述螺纹部(9)的一端之外而均处于待啮合状态，且在套装关系上相对处于内层的中间伸缩件上的螺母比相对处于外层的中间伸缩件上的螺母更靠近所述螺纹部(9)的一端；以及在所述伸缩机构完全伸出的状态下，仅所述中间伸缩件中的与所述首级伸缩件(6)相邻的中间伸缩件上的螺母(4)与所述螺杆(5)的螺纹部(9)啮合，所述末级伸缩件(1)和其余各级中间伸缩件上的螺母处于所述螺纹部(9)的另一端之外而均处于待啮合状态。
3.根据权利要求2所述的螺旋传动式伸缩机构，其中，所述首级伸缩件(6)的两端分别为用作伸缩进出端的第一端(22)和与该第一端相对的第二端(21)，所述末级伸缩件(1)和各级中间伸缩件的两端分别为露出于所述伸缩机构的外端(24)和位于该伸缩机构内部的内端(23)；
所述螺杆(5)还包括连结于所述螺纹部(9)一端的第一非螺纹部(10)，该第一非螺纹部(10)相对于所述螺纹部(9)更加靠近所述首级伸缩件(6)的第二端(21)，在所述伸缩机构完全缩回的状态下，所述第一非螺纹部(10)穿过各级所述中间伸缩件上的螺母(4)，从而各级所述中间伸缩件上的螺母(4)自与所述末级伸缩件(1)相邻的中间伸缩件上的螺母开始依次位于所述螺纹部(9)的一端之外而均处于所述待啮合状态。
4.根据权利要求3所述的螺旋传动式伸缩机构，其中，所述螺杆(5)还包括连结于所述螺纹部(9)另一端的第二非螺纹部(20)。
5.根据权利要求3所述的螺旋传动式伸缩机构，其中，所述螺杆(5)的第一非螺纹部(10)连接于旋转驱动装置以通过该旋转驱动装置驱动旋转；或者
所述螺杆(5)的第一非螺纹部(10)可旋转地支承于所述首级伸缩件(6)的第二端(21)的端壁上且伸出该第二端(21)的端壁，该第一非螺纹部(10)伸出于所述第二端(21)端壁的一端连接有或能够连接于用于驱动所述螺杆(5)旋转的手柄。
6.根据权利要求5所述的螺旋传动式伸缩机构，其中，所述旋转驱动装置包括电机(8)和减速装置(7)，所述第一非螺纹部(10)经由所述减速装置(7)连接于所述电机(8)。
7.根据权利要求3所述的螺旋传动式伸缩机构，其中，所述末级伸缩件(1)和各级所述中间伸缩件(3)上的螺母(2，4)分别对应固定到该末级伸缩件(1)和各级所述中间伸缩件(3)的内端(23)的端壁上；或者
所述末级伸缩件(1)和各级所述中间伸缩件(3)的内端(23)部位的内表面上分别固定有螺母安装件，所述末级伸缩件(1)和各级所述中间伸缩件(3)上的螺母(2，4)分别对应固定到该末级伸缩件(1)和各级所述中间伸缩件(3)内端部位的所述螺母安装件上。
8.根据权利要求7所述的螺旋传动式伸缩机构，其中，所述末级伸缩件(1)和各级所述中间伸缩件(3)上的螺母(2，4)分别固定在该末级伸缩件(1)和各级所述中间伸缩件(3)沿各自长度方向的纵向中心区域。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的螺旋传动式伸缩机构，其中，所述末级伸缩件(1)和中间伸缩件中的各相邻两级伸缩件之间的所述锁定装置分别包括锁定销(12)、插销孔(17)和锁定孔(18)，其中各所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的外端(24)端部的侧壁上分别设有所述插销孔(17)，且各所述相邻两级伸缩件中的下级伸缩件的侧壁的预定位置上分别设有所述锁定孔(18)，
其中在所述伸缩机构伸出过程中，当所述相邻两级伸缩件上的所述插销孔(17)和锁定孔(18)对准时通过在该插销孔(17)和锁定孔(18)中插入对应的所述锁定销(12)而将该相邻两级伸缩件锁定，并且能够通过拔出所述锁定销(12)而使得该相邻两级伸缩件解锁。
10.根据权利要求9所述的螺旋传动式伸缩机构，其中，各个所述锁定装置还分别包括摇臂(11)和弹性件，所述摇臂(11)上形成有导槽(14)，所述锁定销(12)的插入部可滑动地插入到对应的所述插销孔(17)内，且该锁定销(12)的露出部设有导向柱(15)，所述摇臂(11)的一端铰接于对应的所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的外端(24)部位的侧壁上，所述锁定销(12)上的导向柱(15)与所述摇臂(11)上的导槽(14)滑动配合为使得该摇臂(11)相对于所述伸缩机构的伸缩方向倾斜布置，且该摇臂(11)的铰接端相对于该摇臂(11)的另一端更加靠近对应的所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的侧壁，所述摇臂(11)的另一端连接于所述弹性件的一端，该弹性件的另一端连接于对应的所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件上的侧壁，且该弹性件设置为朝向对应的所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的侧壁对所述摇臂(11)的另一端施加拉力，
在所述伸缩机构伸出过程中，当所述相邻两级伸缩件上的所述插销孔(17)和锁定孔(18)对准时，通过所述弹性件的拉力而使得所述摇臂(11)驱动所述锁定销(12)从所述插销孔(17)中插入到所述锁定孔(18)中；在所述伸缩机构缩回过程中，当所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件上的螺母与所述螺纹部(9)脱离啮合且缩回到位时，所述摇臂(11)的另一端通过碰撞所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的更上首级伸缩件的端部，以使得所述摇臂(11)克服所述弹性件的拉力而绕所述铰接端的铰接轴线转动，从而通过该摇臂(11)带动所述锁定销(12)从所述锁定孔(18)中拔出。
11.根据权利要求10所述的螺旋传动式伸缩机构，其中，所述摇臂(11)的另一端形成为便于滑动的弧形。
12.根据权利要求10所述的螺旋传动式伸缩机构，其中，所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的外端(24)的侧壁上形成有铰接凸出部(25)，所述摇臂(11)的一端铰接于该铰接凸出部(25)上。
13.根据权利要求9所述的螺旋传动式伸缩机构，其中，所述伸缩机构为工程机械上的伸缩支腿、伸缩臂或伸缩梁。
14.工程机械，其中，该工程机械安装有根据权利要求1至13中任一项所述的螺旋传动式伸缩机构。
15.根据权利要求14所述的工程机械，其中，所述工程机械为混凝土泵车或汽车起重机。

说明书全文

螺旋传动式伸缩机构和工程机械

技术领域

[0001] 本发明涉及一种诸如伸缩支腿、伸缩臂、伸缩梁之类的伸缩机构，具体地，涉及一种螺旋传动式伸缩机构。此外，本发明还涉及一种包括所述螺旋传动式伸缩机构的工程机械。

背景技术

[0002] 伸缩机构在众多领域中广泛采用，例如工程机械领域中混凝土泵车的伸缩支腿、汽车起重机的箱形伸缩起重臂等，其主要通过伸缩运动实现相关的工作目的，例如调节汽车起重机的吊装作业范围、进行混凝土泵车泵送作业时的辅助支撑等。

[0003] 但是，现有技术的上述伸缩机构的各级伸缩件（例如箱形臂节或箱形支腿）一般具有一定的伸缩顺序，而且在采用三级以上伸缩件时要求各个伸缩件相对于彼此能够完全伸出和缩回。这仅通过一个伸缩驱动装置很难实现，为此现有技术的伸缩机构一般在相邻级的伸缩件之间分别对应设置伸缩驱动装置，以通过各个伸缩驱动装置对应地驱动相应伸缩件的伸出或缩回。

[0004] 现有技术的伸缩机构典型地采用液压缸作为伸缩驱动装置，例如，参见图1所示，各级伸缩件依次可滑动地套装，图1中显示的为混凝土泵车上采用的伸缩支腿，各级伸缩件分别为三级箱形支腿1a、二级箱形支腿3a和一级箱形支腿4a，其中三级箱形支腿1a与二级箱形支腿3a之间连接有伸缩驱动用的液压缸2a，二级箱形支腿3a与一级箱形支腿4a之间连接有伸缩驱动用的液压缸5a，从而通过液压缸2a的伸缩能够驱动三级箱形支腿1a相对于二级箱形支腿3a伸缩，通过液压缸5a的伸缩能够驱动二级箱形支腿3a相对于一级箱形支腿4a伸缩。此外，现有技术中也存在采用其它的伸缩驱动装置进行伸缩驱动，例如电动推杆等，以起到与上述各个液压缸类似的作用。

[0005] 但是，上述现有技术的伸缩机构存在如下缺点，具体地：其一，每增加加首级伸缩件，就需要增加一个独立的伸缩驱动装置（例如液压缸）。随着伸缩件数量的增加，伸缩驱动装置的增多，带来重量和成本的增加，使得伸缩机构非常笨重，能耗增加，并且故障发生率显著增大，工作可靠性降低。第二，现有技术的伸缩机构普遍采用液压缸作为伸缩驱动装置，相应的液压管路布置非常繁杂，液压元件多存在泄漏的可能；在采用其它形式的伸缩驱动装置的情形下，例如采用电动推杆，也存在电路布置非常繁杂的问题。其三，现有技术的伸缩机构普遍采用液压缸作为伸缩驱动装置，但是液压缸驱动本身存在运动控制不精确等缺点，如果需要进行精确的流量控制，则需要增加复杂的控制系统，其无法与机械传动的精确性相比。

[0006] 有鉴于现有技术的上述缺点，需要提供一种新型的伸缩机构。

发明内容

[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种螺旋传动式伸缩机构，该螺旋传动式伸缩机构不但能够通过一套伸缩驱动装置有效地对至少首级伸缩件进行伸缩驱动，而且能够相对有效地实现伸缩顺序的有序控制，且传动精确。

[0008] 进一步地，本发明所要解决的技术问题是提供一种工程机械，该工程机械的伸缩机构不但能够通过一套伸缩驱动装置有效地对至少首级伸缩件进行伸缩驱动，而且能够相对有效地实现伸缩顺序的有序控制，且传动精确。

[0009] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种螺旋传动式伸缩机构，包括依次可滑动套装的伸缩件，所述伸缩件包括最内层的末级伸缩件、最外层的首级伸缩件以及位于该首级伸缩件与末级伸缩件之间的至少一个中间伸缩件，其中，所述末级伸缩件和各级中间伸缩件通过伸缩驱动装置驱动，所述伸缩驱动装置包括同轴的螺杆和用于与该螺杆啮合的螺母，所述螺杆沿所述伸缩机构的伸缩方向安装在该伸缩机构的内部且能够被驱动旋转，所述末级伸缩件和各级所述中间伸缩件中至少所述末级伸缩件上设有所述螺母，并且所述末级伸缩件和所述中间伸缩件中的各相邻两级伸缩件之间各自设有用于选择性锁定或解锁该相邻两级伸缩件的锁定装置；以及在所述伸缩机构完全缩回的状态下，所述末级伸缩件上的螺母与所述螺杆的螺纹部啮合，且所述螺母中的其余螺母依次位于所述螺纹部的一端之外而均处于待啮合状态；以及在所述伸缩机构完全伸出的状态下，所述螺母中的至少一个螺母与所述螺杆的螺纹部保持啮合。

[0010] 优选地，所述末级伸缩件和各级所述中间伸缩件上分别设有所述螺母；以及在所述伸缩机构完全缩回的状态下，仅所述末级伸缩件上的螺母与所述螺杆的螺纹部啮合，各级所述中间伸缩件上的螺母从与所述末级伸缩件相邻的中间伸缩件上的螺母开始依次位于所述螺纹部的一端之外而均处于待啮合状态，且在套装关系上相对处于内层的中间伸缩件上的螺母比相对处于外层的中间伸缩件上的螺母更靠近所述螺纹部的一端；以及在所述伸缩机构完全伸出的状态下，仅所述中间伸缩件中的与所述首级伸缩件相邻的中间伸缩件上的螺母与所述螺杆的螺纹部啮合，所述末级伸缩件和其余各级中间伸缩件上的螺母处于所述螺纹部的另一端之外而均处于待啮合状态。

[0011] 优选地，所述首级伸缩件的两端分别为用作伸缩进出端的第一端和与该第一端相对的第二端，所述末级伸缩件和各级中间伸缩件的两端分别为露出于所述伸缩机构的外端和位于该伸缩机构内部的内端；所述螺杆还包括连结于所述螺纹部一端的第一非螺纹部，该第一非螺纹部相对于所述螺纹部更加靠近所述首级伸缩件的第二端，在所述伸缩机构完全缩回的状态下，所述第一非螺纹部穿过各级所述中间伸缩件上的螺母，从而各级所述中间伸缩件上的螺母自与所述末级伸缩件相邻的中间伸缩件上的螺母开始依次位于所述螺纹部的一端之外而均处于所述待啮合状态。

[0012] 优选地，所述螺杆还包括连结于所述螺纹部另一端的第二非螺纹部。

[0013] 可选择地，所述螺杆的第一非螺纹部连接于旋转驱动装置以通过该旋转驱动装置驱动旋转；或者所述螺杆的第一非螺纹部可旋转地支承于所述首级伸缩件的第二端的端壁上且伸出该第二端的端壁，该第一非螺纹部伸出于所述第二端端壁的一端连接有或能够连接于用于驱动所述螺杆旋转的手柄。

[0014] 具体地，所述旋转驱动装置包括电机和减速装置，所述第一非螺纹部经由所述减速装置连接于所述电机。

[0015] 优选地，所述末级伸缩件和各级所述中间伸缩件上的螺母分别对应固定到该末级伸缩件和各级所述中间伸缩件的内端的端壁上；或者所述末级伸缩件和各级所述中间伸缩件的内端部位的内表面上分别固定有螺母安装件，所述末级伸缩件和各级所述中间伸缩件上的螺母分别对应固定到该末级伸缩件和各级所述中间伸缩件内端部位的所述螺母安装件上。

[0016] 更优选地，所述末级伸缩件和各级所述中间伸缩件上的螺母分别固定在该末级伸缩件和各级所述中间伸缩件沿各自长度方向的纵向中心区域。

[0017] 具体地，所述末级伸缩件和中间伸缩件中的各相邻两级伸缩件之间的所述锁定装置分别包括锁定销、插销孔和锁定孔，其中各所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的外端端部的侧壁上分别设有所述插销孔，且各所述相邻两级伸缩件中的下级伸缩件的侧壁的预定位置上分别设有所述锁定孔，其中在所述伸缩机构伸出过程中，当所述相邻两级伸缩件上的所述插销孔和锁定孔对准时通过在该插销孔和锁定孔中插入对应的所述锁定销而将该相邻两级伸缩件锁定，并且能够通过拔出所述锁定销而使得该相邻两级伸缩件解锁。

[0018] 尤其优选地，各个所述锁定装置还分别包括摇臂和弹性件，所述摇臂上形成有导槽，所述锁定销的插入部可滑动地插入到对应的所述插销孔内，且该锁定销的露出部设有导向柱，所述摇臂的一端铰接于对应的所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的外端部位的侧壁上，所述锁定销上的导向柱与所述摇臂上的导槽滑动配合为使得该摇臂相对于所述伸缩机构的伸缩方向倾斜布置，且该摇臂的铰接端相对于该摇臂的另一端更加靠近对应的所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的侧壁，所述摇臂的另一端连接于所述弹性件的一端，该弹性件的另一端连接于对应的所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件上的侧壁，且该弹性件设置为朝向对应的所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的侧壁对所述摇臂的另一端施加拉力，在所述伸缩机构伸出过程中，当所述相邻两级伸缩件上的所述插销孔和锁定孔对准时，通过所述弹性件的拉力而使得所述摇臂驱动所述锁定销从所述插销孔中插入到所述锁定孔中；在所述伸缩机构缩回过程中，当所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件上的螺母与所述螺纹部脱离啮合且缩回到位时，所述摇臂的另一端通过碰撞所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的更上首级伸缩件的端部，以使得所述摇臂克服所述弹性件的拉力而绕所述铰接端的铰接轴线转动，从而通过该摇臂带动所述锁定销从所述锁定孔中拔出。

[0019] 更优选地，所述摇臂的另一端形成为便于滑动的弧形。

[0020] 具体地，所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的外端的侧壁上形成有铰接凸出部，所述摇臂的一端铰接于该铰接凸出部上。

[0021] 具体地，所述弹性件为弹簧。

[0022] 典型地，所述伸缩机构为工程机械上的伸缩支腿、伸缩臂或伸缩梁。

[0023] 在上述螺旋传动式伸缩机构的技术方案的基础上，本发明还提供一种工程机械，其中，该工程机械安装有上述任一螺旋传动式伸缩机构。

[0024] 典型地，所述工程机械为混凝土泵车或汽车起重机。

[0025] 通过上述技术方案，本发明的螺旋传动式伸缩机构通过控制末级伸缩件（以及优选形式下各个中间伸缩件）上的螺母在螺杆的螺纹部上的运动，同时通过末级伸缩件和中间伸缩件中的相邻伸缩件之间的锁定装置的配合，使得单根螺杆带动多个螺母顺序运动，由此通过一套伸缩驱动装置实现了末级伸缩件和各个中间伸缩件的连续有序地伸缩。本发明的螺旋传动式伸缩机构结构简单，其无需像现有技术中那样在相邻的伸缩件之间分别设置伸缩驱动装置，其通过包括一根螺杆和多个螺母的一套伸缩驱动装置即可实现末级伸缩件和各个中间伸缩件的连续有序地伸缩，从而减轻了伸缩机构的重量，节省了成本，在伸缩机构的伸缩级数越多的情况下其优势更加明显，从而显著地节省成本和伸缩驱动装置的数量。同时，由于本发明的伸缩驱动装置采用螺杆与螺母的丝杆机构配合，其属于相对精确的机械传动配合，螺杆转动一圈，螺母相应地直线移动一个导程，从而使得伸缩件的伸缩距离更加精确可控。此外，本发明的螺旋传动式伸缩机构避免了采用现有技术中广泛采用的液压缸作为伸缩驱动装置，其无需布置繁杂的液压配套元件和液压管路，也不会存在液压油泄漏等影响工作可靠性的因素，因而工作可靠性良好，便于维护。本发明的工程机械包括上述螺旋传动式伸缩机构，因此同样具有上述优点。

[0026] 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明

[0027] 下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

[0028] 图1是现有技术中典型的伸缩机构的结构示意图。

[0029] 图2是本发明具体实施方式的螺旋传动式伸缩机构的结构示意图，其中为了显示伸缩机构的内部结构而对各节伸缩件采用了剖视显示形式，图中所述螺旋传动式伸缩机构处于完全收缩的状态。

[0030] 图3是图2所示的螺旋传动式伸缩机构的结构示意图，其中所述螺栓传动式伸缩机构处于正在伸出过程中的状态。

[0031] 图4是本发明的螺旋传动式伸缩机构采用的锁定装置结构示意图，其中所述锁定装置处于解锁状态，另外图中对各节伸缩件采用了剖视显示形式。

[0032] 图5是本发明的螺旋传动式伸缩机构采用的锁定装置结构示意图，其中所述锁定装置处于锁定状态。

[0033] 图6是图2所示的螺旋传动式伸缩机构的结构示意图，其中所述螺栓传动式伸缩机构处于完全伸出的状态。

[0034] 图7是本发明的螺旋传动式伸缩机构采用的锁定装置结构示意图，其中所述锁定装置处于从锁定状态向解锁状态转换的状态。

[0035] 附图标记说明：

[0036] 1末级伸缩件； 2螺母；

[0037] 3中间伸缩件； 4螺母；

[0038] 5螺杆； 6首级伸缩件；

[0039] 7减速装置； 8电机；

[0040] 9螺纹部； 10第一非螺纹部；

[0041] 11摇臂； 12定位销；

[0042] 13弹簧； 14导槽；

[0043] 15导向柱； 16铰接轴；

[0044] 17插销孔； 18锁定孔；

[0045] 19限位凸缘； 20第二非螺纹部。

[0046] 21第二端； 22第一端；

[0047] 23内端； 24外端；

[0048] 25铰接凸出部。

具体实施方式

[0049] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

[0050] 需要说明的是，尽管在以下具体实施方式的描述中，图2至图7以包括三个伸缩件（即首级伸缩件6、中间伸缩件3和末级伸缩件1）的螺旋传动式伸缩机构为例进行了描述，但是对于本领域技术人员容易想到的是，本发明的螺旋传动式伸缩机构可以包括至少两个伸缩件，也可以包括三个以上的多个伸缩件，其并不局限于图2至图7中三个伸缩件的情形，这些均属于本发明的保护范围。并且，图2至图7中所示的首级伸缩件6、中间伸缩件3和末级伸缩件1主要应用于伸缩支腿，各个伸缩件为箱形支腿，对于本领域技术人员容易想到的是，各个伸缩件也可以为箱形臂节、箱形梁等，当然，此处所述的“箱形”仅是本领域技术人员的通称，其主要是指伸缩件的横截面为封闭环形截面，以能够依次套装，各个横截面的形状可以为圆环形、方环形，只要能够依次可滑动地套装、不影响相对于彼此的伸缩运动即可。另外，对于本领域技术人员熟知的，伸缩机构的伸缩级数为其包括的伸缩件数量减一，即如果该伸缩机构包括N+1个伸缩件，则该伸缩机构为N级伸缩机构。例如，在图2至图7中，该伸缩机构包括依次可滑动套装的三个伸缩件，即首级伸缩件6、中间伸缩件3和末级伸缩件1，则该伸缩机构为二级伸缩机构，即能够完成二级伸缩，在实际使用中，图2至图
7中的首级伸缩件6通常是固定的，在此情形下，中间伸缩件3能够相对于首级伸缩件6伸出或缩回，且末级伸缩件1能够相对于中间伸缩件3伸出或缩回，从而形成二级伸缩。因此需要注意的是，首级伸缩件6、中间伸缩件3和末级伸缩件1等仅是为了便于描述技术方案而规定的伸缩件的名称，伸缩机构的伸缩级数伸缩件数量减一，这对于本领域技术人员是熟知的，以下对此不再赘述。

[0051] 尤其需要强调的是，在本发明的螺旋传动式伸缩机构中，由于各个伸缩件依次可滑动地套装，为了便于描述，在本发明的螺旋传动式伸缩机构中，最外层的伸缩件为首级伸缩件（例如图2至图7中的首级伸缩件6），最内层的伸缩件为末级伸缩件（例如图2至图7中的末级伸缩件1），末级伸缩件可滑动地插入到其相邻上级的中间伸缩件内，该末级伸缩件的相邻上级的中间伸缩件可滑动地插入到其相邻更上一级的中间伸缩件内，依次类推，直至首级伸缩件。在此需要注意的是，上述“首级伸缩件”和“末级伸缩件”仅是为方便描述而规定的构件名称，任何伸缩机构，只要采用本发明下述的技术方案，无论其将本方所称的“首级伸缩件”或“末级伸缩件”另行规定为其它任何构件名称，只要存在依次套装的各个伸缩件，并且其最内层伸缩件（即本发明所称的“末节伸缩件”）、各个中间伸缩件以及最外层伸缩件（即本发明所称的采用本发明的下述的技术特征，则均属于本发明的保护范围。另外，在以下的描述中，所谓的“相邻”是指依照套装顺序在套装层级上相邻的伸缩件，例如某一中间伸缩件的相邻外层的中间伸缩件构成相邻伸缩件，其中在相邻两级伸缩件中，相对处于内层的为下级伸缩件，相对处于外层的为上级伸缩件。

[0052] 本发明提供一种主要应用于工程机械领域的螺旋传动式伸缩机构，该螺旋传动式伸缩机构具有依次可滑动套装的至少三个伸缩件，其不但能够通过一套伸缩驱动装置有效地对至少两个伸缩件进行伸缩驱动，以实现伸缩件的快速伸缩，而且能够相对有效地实现伸缩顺序的有序控制，且传动精确，工作可靠性良好。

[0053] 适当参照图2至图7，本发明基本实施方式的螺旋传动式伸缩机构包括依次可滑动套装的伸缩件，所述伸缩件包括最内层的末级伸缩件1、最外层的首级伸缩件6以及位于该首级伸缩件6与末级伸缩件1之间的至少一个中间伸缩件3，其中，所述末级伸缩件1和各级中间伸缩件通过伸缩驱动装置驱动，所述伸缩驱动装置包括同轴的螺杆5和用于与该螺杆5啮合的螺母2，4，螺杆5沿所述伸缩机构的伸缩方向安装在该伸缩机构的内部且能够被驱动旋转，末级伸缩件1和各级所述中间伸缩件中至少所述末级伸缩件1上设有所述螺母，并且末级伸缩件1和所述中间伸缩件中的各相邻两级伸缩件之间各自设有用于选择性锁定或解锁该相邻两级伸缩件的锁定装置；以及

[0054] 在所述伸缩机构完全缩回的状态下，末级伸缩件1上的螺母2与所述螺杆5的螺纹部9啮合，且所述螺母中的其余螺母依次位于螺纹部9的一端之外而均处于待啮合状态（即在所述中间伸缩件中的一个或多个中间伸缩件设有螺母的情形下，设置在不同中间伸缩件上的各个螺母，在仅末级伸缩件1设置螺母2而各个中间伸缩件不设置螺母的情形下，该其余螺母可以为零）；以及在所述伸缩机构完全伸出的状态下，所述螺母2，4中的至少一个螺母与螺杆5的螺纹部9保持啮合。在该基本方式中，“依次”即在所述中间伸缩件中的一个或多个中间伸缩件设有螺母的情形下，所述中间伸缩件上的螺母按照各自对应的中间伸缩件的层级顺序从相对靠近螺纹部9一端的位置到远离该端的位置依次排列，即在所述伸缩机构中从套装关系上而言相对处于内层的中间伸缩件上的螺母比相对处于外层中间伸缩件上的螺母更靠近所述螺纹部9的一端。

[0055] 在此需要注意的是，在本发明的技术构思范围内，并不局限于图2至图7所示的末级伸缩件1和各个中间伸缩件3上均设置螺母2或4的形式，例如，由于本发明的末级伸缩件1和所述中间伸缩件中的各相邻两级伸缩件之间各自设有用于选择性锁定或解锁的锁定装置，在螺杆5的螺纹部9的长度设置许可的情形下（即螺纹部9的长度足以满足末级伸缩件和各级中间伸缩件的伸缩行程的总和），可以仅在末级伸缩件1上设置螺母，其余中间伸缩件上均不设置螺母，在此情形下，当末级伸缩件1伸出到位时，通过末级伸缩件1与其相邻上级中间伸缩件之间的锁定装置将两者锁定，从而末级伸缩件1带动其相邻上级中间伸缩件伸出，当该末级伸缩件1的相邻上级中间伸缩件伸出到位时，通过末级伸缩件1的相邻上级中间伸缩件与其相邻更上一级的中间伸缩件之间的锁定装置将两者锁定，从而末级伸缩件1带动两个中间伸缩件共同伸出，依次类推，使得末级伸缩件和各级中间伸缩件依次伸出，在缩回时，使得螺杆5反转，通过末级伸缩件1的推动而依次将各个中间伸缩件依次地推回到位，并在一个中间伸缩件缩回到位时，解除该中间伸缩件与其相邻下级的伸缩件的锁定，从而使得各级中间伸缩件和末级伸缩件1的依次缩回。再如，在末级伸缩件1设置有螺母2的情形下，中间伸缩件中的一个或多个上也可以分别设置螺母4，在此情形下，通过各个锁定装置的选择性的锁定和解锁，仍然可以实现末级伸缩件和各级中间伸缩件的依次伸缩，本领域技术人员可以容易地想到，对此不再赘述。

[0056] 但是，上述基本实施方式尽管能够基本实现本发明的目的，但在实际应用中，存在一个比较难于解决的问题，参见图2所示，由于伸缩机构的特殊性，其末级伸缩件和各级中间伸缩件是需要进行伸缩运动的，因此螺杆5的安装仅能够采用一端支撑的安装形式，尤其在伸缩机构完全缩回的情形下，螺杆5类似于悬臂（特别是在所述伸缩机构完全缩回的状态下），而工程机械上采用的伸缩机构的伸缩级数有时相对较多，伸缩长度较长，在此情形下，例如仅在末级伸缩件1等上设置螺母使得螺杆的螺纹部9需要设置得非常长，这在理论上能够实现，但由于螺杆5基本等同于悬臂的情形下，伸缩机构的工作可靠性有所欠缺，甚至有时发生故障。

[0057] 在此情形下，如果能够采用一根相对较短的螺杆，可靠有效地实现末级伸缩件以及各级中间伸缩件的依次有序的伸缩，则将会使得本发明的螺旋传动式伸缩机构的技术价值更高，但是，这是一个非常难于解决的问题。

[0058] 本申请的发明人经过大量的设计以及实际试制试验，采用图2至图7的优选实施形式解决上述技术问题。以下对照图2至图7描述图中显示的优选实施方式的螺旋传动式伸缩机构，在此过程中将附带说明本发明可能的变型实施方式以及扩充实施方式。

[0059] 参见图2至图7所示，为了解决上述技术难题，优选地，本发明的伸缩机构的末级伸缩件1和各级所述中间伸缩件上分别设有螺母，并且在所述伸缩机构完全缩回的状态下，仅所述末级伸缩件1上的螺母2与所述螺杆5的螺纹部9啮合，且各级所述中间伸缩件上的螺母4从与末级伸缩件1相邻的中间伸缩件上的螺母开始到与首级伸缩件1相邻的中间伸缩件上的螺母依次位于所述螺纹部9的一端之外而均处于待啮合状态（即各级所述中间伸缩件上的螺母4从相对靠近螺纹部9一端的位置到远离该端的位置依次排列，其中在套装关系上而言相对处于内层的中间伸缩件上的螺母比相对处于外层中间伸缩件上的螺母更靠近所述螺纹部9的一端）；以及在所述伸缩机构完全伸出的状态下，仅所述中间伸缩件中的与首级伸缩件6相邻的中间伸缩件上的螺母4与螺杆5的螺纹部9啮合，所述末级伸缩件和其余各级中间伸缩件上的螺母则处于螺纹部9的另一端之外。此时显然地，由于在上述完全缩回的状态下，末级伸缩件和各级伸缩件上的螺母已经形成了固定的位置顺序关系，且伸缩机构的末级伸缩件和各级伸缩件依次伸出，因此在该完全伸出的状态下，所述末级伸缩件和其余各级中间伸缩件上的螺母在螺纹部9的另一端之外会形成对应的排序关系，即此时在套装关系上相对处于内层的伸缩件上螺母比相对处于外层的中间伸缩件上的螺母更远离螺纹部9的另一端，末级伸缩件处于最内层，因此其上的螺母2相对其余中间伸缩件上的螺母处于距离螺纹部9的另一端最远的位置，这一点无需赘述。

[0060] 在上述优选技术方案中，在所述伸缩机构从完全缩回状态下开始伸出时，由于末级伸缩件1上的螺母与螺杆5的螺纹部9啮合，驱动螺杆5旋转，从而使得末级伸缩件1首先伸出，当末级伸缩件1伸出到位后，通过该末节伸缩件1与其相邻的上级中间伸缩件之间的锁定装置将末节伸缩件与其相邻的上级伸缩件锁定，从而末级伸缩件1带动其相邻上级的中间伸缩件伸出，使得其相邻上级的中间伸缩件上的螺母4与螺杆5的螺纹部9进入啮合状态，其后末级伸缩件1与其相邻上级的中间伸缩件锁定在一起共同伸出，但两者之间的相对位置通过对应的锁定装置锁定，此时末级伸缩件1上的螺母2可以与螺纹部9脱离啮合，而由其相邻上级的中间伸缩件推动其一起共同伸出，如果螺杆5的螺纹部9的长度足够长，末级伸缩件1上的螺母2以及其相邻上级伸缩件上的螺母同时与螺杆5的螺纹部9啮合，这并不影响伸缩运动；在末级伸缩件1的相邻上级中间伸缩件伸出到位后，通过该末级伸缩件1的相邻上级中间伸缩件与其更上一级的中间伸缩件之间的锁定装置将两者锁定，从而末级伸缩件1的相邻上级中间伸缩件带动其更上一级的中间伸缩件伸出，使得该更上一级的相邻中间伸缩件上的螺母与螺杆5的螺纹部9进入啮合状态，依此类推进行相似的伸出运动过程，从而使得末级伸缩件和各级中间伸缩件依次伸出。在所述螺旋传动式伸缩机构从完全伸出状态下开始缩回时，与首级伸缩件6相邻的下级中间伸缩件上螺母与螺杆5的螺纹部9啮合，螺杆翻转，从而使得首级伸缩件6相邻的下级中间伸缩件带动其余中间伸缩件以及末级伸缩件6共同缩回，在首级伸缩件6相邻的下级中间伸缩件缩回到位且其上的螺母与螺纹部9脱离啮合时，通过首级伸缩件6相邻的下级中间伸缩件与其相邻的更下一级的中间伸缩件之间的锁定装置将两者解锁，从而首级伸缩件6相邻的下级中间伸缩件不再缩回，进而其余中间伸缩件以及末级伸缩依照上述类似的过程继续缩回，从而实现依次缩回。

[0061] 在该优选结构形式下，本发明的螺旋传动式伸缩机构的螺杆5的螺纹部9的长度可以参照各级伸缩件的伸缩行程距离确定，即由于末级伸缩件和各级中间伸缩件中的各相邻两级伸缩件上的螺母存在与螺杆的螺纹部9的依次啮合的前后衔接关系，螺杆5的螺纹长度可以仅参少一个伸缩件的伸缩形成确定，从而螺杆的长度可以最短化，当然由于相邻的伸缩件上的螺母与螺杆的螺纹部9顺次的啮合关系衔接，以及某一中间伸缩件在回缩运动时需要借助于其相邻下一级的伸缩件的推动而回退到螺杆5的第一非螺纹部10上的要求位置，各个伸缩件的伸缩行程并不一定严格等于螺杆5的螺纹部9的长度，但是相对于上述基本实施方式中例如仅在末级伸缩件上设置螺母的情形，该优选实施形式下的螺杆最大程度地缩短，不但进一步使得伸缩机构的重量减轻，成本减小，而且尤其是其使得伸缩机构的工作可靠性和工作性性能显著增强，使得本发明的伸缩机构具有了普遍的实用性，这对传统的采用多套伸缩驱动装置（例如液压缸）构成了一种开创性的技术突破，必将对传统伸缩机构、尤其是工程机械上采用的伸缩机构产生重大的技术更新换代，其具有传统伸缩机构无可比拟的优点。

[0062] 有关螺杆5的安装方式可以存在多种形式，例如，螺杆5可以仅具有螺纹部9，在此情形下，螺杆5的一端可以固定连接的传动轴进行支承或安装，例如，通过螺杆5一端的内花键连接于传动轴，该传动轴连接于电机等旋转驱动装置，当然在此情形下，上述基本实施方式中在伸缩机构处于完全缩回的状态下，由于所述螺母中的其余螺母依次位于螺纹部9的一端之外而均处于待啮合状态，此时这些其余螺母可以处于依次穿套在传动轴上的位置（此处的“穿套”为存在间隙的空套）。

[0063] 在图2至图7中，优选地，所述首级伸缩件6的两端分别为用作伸缩进出端的第一端22和与该第一端相对的第二端21，末级伸缩件1和各级中间伸缩件的两端分别为露出于伸缩机构的外端24和位于该伸缩机构内部的内端23；所述螺杆5还包括连结于所述螺纹部9一端的第一非螺纹部10，该第一非螺纹部10相对于螺纹部9更加靠近首级伸缩件6的第二端21，在所述伸缩机构完全缩回的状态下，所述第一非螺纹部10穿过各级所述中间伸缩件上的螺母4，从而各级所述中间伸缩件上的螺母4从与所述末级伸缩件1相邻的中间伸缩件上的螺母开始依次位于螺纹部9的一端之外而均处于所述待啮合状态。在存在该第一非螺纹部10的情形下，可以使得各个中间伸缩件上的螺母更加容易地与螺纹部9进入啮合状态，避免在进入啮合时因意外原因发生错位等而影响到啮合。在此结构形式下，优选地，所述螺杆5的第一非螺纹部10连接于旋转驱动装置以通过该旋转驱动装置驱动旋转；或者螺杆5的第一非螺纹部10可旋转地支承于首级伸缩件6的第二端21的端壁上且伸出该第二端21的端壁，该第一非螺纹部10伸出于所述第二端21端壁的一端连接有或能够连接于用于驱动所述螺杆5旋转的手柄。也就是说，本发明的螺杆可以采用手动驱动旋转的形式，其同样属于本发明的保护范围。

[0064] 典型地，所述旋转驱动装置可以包括电机8和减速装置7，所述第一非螺纹部10经由所述减速装置7连接于所述电机8。采用减速装置7可以更加方便地实现伸缩机构的伸缩速度控制，并且采用电机可以避免复杂的液压管路以及液压元件布置，从而使得结构更精简。

[0065] 此外，优选地，所述螺杆5还包括连结于所述螺杆5另一端的第二非螺纹部20。也就是说，螺杆5包括第一非螺纹部10、第二非螺纹部20和处于两者之间的螺纹部9。同样地，在设置第二非螺纹部20的情形下，可以使得末级伸缩件1和相应中间伸缩件上的螺母在缩回过程中更加容易地与螺纹部9进入啮合状态，避免在进入啮合时因意外原因发生错位等而影响到啮合。

[0066] 此外，螺杆5的第一非螺纹部10的长度由首级伸缩件与末级伸缩件之间的中间伸缩件的数量等因数决定，中间伸缩件的数量越多，相应地要增加第一螺纹部10的长度，以确保各个伸缩件在完全收缩的状态下，只有末级伸缩件上的螺母处于螺杆5的螺纹部9的靠近第一非螺纹部10的一端端部并与螺纹部9啮合，其余伸缩件上的螺母依次位于螺杆5的第一非螺纹部10上。螺杆的直径，各个螺母的厚度等技术参数可以根据所需的强度及刚度决定。

[0067] 参见图2至图7所示，具体地，所述末级伸缩件1和各级所述中间伸缩件3上的螺母2，4分别对应固定到该末级伸缩件1和各级所述中间伸缩件3的内端23的端壁上。当然，末级伸缩件1和各级所述中间伸缩件3的内端23并不一定形成端壁，在此情形下，所述末级伸缩件1和各级所述中间伸缩件3的内端23部位的内表面上可以分别固定有螺母安装件（例如安装板或安装架），末级伸缩件1和各级所述中间伸缩件3上的螺母2，4可以分别对应固定到该末级伸缩件1和各级所述中间伸缩件3内端部位的所述螺母安装件上。

[0068] 更优选地，末级伸缩件1和各级所述中间伸缩件3上的螺母2，4分别固定在该末级伸缩件1和各级所述中间伸缩件3沿各自长度方向的纵向中心区域。也就是说，由于螺杆与螺母的啮合位置处于或基本处于各个伸缩件的纵向中心区域，这能够使得伸缩机构的各个伸缩件的伸缩运动更加平稳。

[0069] 就本发明的锁定装置而言，所述末级伸缩件1和所述中间伸缩件中的各相邻两级伸缩件之间各自设置有所述锁定装置，该锁定装置用于选择性锁定或解锁对应的相邻两级伸缩件，这种锁定装置对于本领域技术人员可以想到多种形式，例如起重机伸缩臂上的插销机构等。

[0070] 参见图4、图5和图7所示，本发明提供一种更加优选形式的锁定装置，末级伸缩件1和所述中间伸缩件中的各相邻两级伸缩件之间的锁定装置分别包括锁定销12、插销孔17和锁定孔18，其中各所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的外端24端部的侧壁上分别设有插销孔17，且各所述相邻两级伸缩件中的下级伸缩件的侧壁的预定位置上分别设有锁定孔18，其中在所述伸缩机构伸出过程中，当各组所述相邻两级伸缩件上的插销孔17和锁定孔18对准时通过在该插销孔17和锁定孔18中插入对应的所述锁定销12而将该相邻两级伸缩件锁定，并且能够通过拔出锁定销12而使得该相邻两级伸缩件解锁。也就是说，本发明的定位销可以通过手动插拔的方式实现相邻两级伸缩件的锁定和解锁。有关末级伸缩件和各级中间伸缩件的伸出到位和缩回到位可以设置辅助的位置传感器（例如接近开关等）、位移传感器等，更简单地，可以在末级伸缩件和各级中间伸缩件上的侧壁外表面上作出相应的标记，由操作人员进行观察以进行插销或拔销的操作，有关各个伸缩件的伸缩到位的检测手段对于本领域技术人员是容易想到的，在工程机械领域也广泛具有相关的应用，对此不再赘述。

[0071] 更优选地，本发明的锁定装置能够自动插销、拔销，具体地，参见图4、图5和图7所示，各个所述锁定装置还分别包括摇臂11和弹性件（典型地为弹簧13），所述摇臂11上形成有导槽14，所述锁定销12的插入部可滑动地插入到对应的插销孔17内，且该锁定销12的露出部设有导向柱15，

[0072] 所述摇臂11的一端铰接于对应的所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的外端24部位的侧壁上，所述锁定销12上的导向柱15与摇臂11上的导槽14滑动配合，从而使得该摇臂11相对于伸缩机构的伸缩方向倾斜布置，并且该摇臂11的铰接端相对于该摇臂11的另一端更加靠近对应的所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的侧壁，例如在图4、图5和图7所示的方位，摇臂11的另一端高于铰接端，即向上倾斜布置，当然锁定装置的布置方位并不局限于图示的方位，摇臂如上所述倾斜布置的目的，在于该摇臂11的另一端撞击到相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的更上首级伸缩件的端部时，其能够方便地向外转动。摇臂11的另一端连接于弹性件的一端，该弹性件的另一端连接于对应的所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件上的侧壁，且该弹性件设置为朝向对应的所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的侧壁对所述摇臂11的另一端施加拉力，即在图4、图5和图7所示的方位中施加向下的拉力。在所述伸缩机构伸出过程中，当对应的相邻两级伸缩件上的插销孔17和锁定孔18对准时，通过所述弹性件的拉力可以自动使得摇臂11驱动锁定销12从插销孔17中进一步插入到锁定孔18中；在所述伸缩机构缩回过程中，当相邻两级伸缩件中的上级伸缩件上的螺母与螺纹部9脱离啮合且缩回到位时，摇臂11的另一端通过碰撞其对应的相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的更上首级伸缩件的端部，以使得摇臂11克服所述弹性件的拉力而绕所述铰接端的铰接轴线转动，从而通过该摇臂11带动锁定销12从锁定孔18中拔出。这种能够实现自动插销和拔销的锁定装置在结构设计上非常巧妙，其结构相对简单，成本低廉，并且工作可靠，在螺旋传动式伸缩机构的设计中，采用上述优选结构的锁定装置，只需要根据各个伸缩件要求的伸缩行程，设计锁定孔18的位置以及摇臂11，即可实现相对有效的自动插拔。

[0073] 在上述锁定装置优选结构的基础上，更优选地，所述摇臂11的另一端形成为便于滑动的弧形。这样在摇臂的另一端碰撞其对应的相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的更上首级伸缩件的端部时，可以更加顺畅地向外转动。另外，参见图4、图5和图7，所述相邻两级伸缩件中的上级伸缩件的外端24的侧壁上形成有铰接凸出部25，摇臂11的一端可以通过铰接轴16铰接于该铰接凸出部25上，这主要更加方便铰接，另外，定位销12上可以形成限位凸缘19，在定位销12同时插入插销孔17和锁定孔18时，该限位凸缘12起到插入的限位作用，当然，也可以通过定位销的插入端与锁定孔18的底部接触进行限位。

[0074] 当然，本发明上述的锁定装置的结构仅是本发明的优选实施方式，其通过简单可靠的机械配合结构有效地实现了相邻伸缩件之间的级间锁定和解锁，具有传统锁定装置无法具有的优点。当然，除了上述优选形式之外，用于选择性锁定或解锁该相邻两级伸缩件的锁定装置还可以采用多种形式，例如，可以采用电磁铁吸附锁定装置，在相邻两级伸缩件中的一个上沿周向设置环形电磁铁吸附件，在需要锁定时对电磁铁吸附件通电（为了形成足够的锁定力，电流可以相对较大），从而使得相邻两级伸缩件通过电磁力的吸附形成锁定，在解锁时使得电磁铁附件见失电即可。再如，锁定装置还可以采用现有的起重机伸缩臂、混凝土泵车的伸缩支腿等上采用的插销机构进行插销或拔销。这些均属于本发明的技术构思范围之内。

[0075] 典型地，上述螺旋传动式伸缩机构可以为工程机械上的伸缩支腿、伸缩梁或伸缩臂（例如起重臂）等。

[0076] 为了帮助本领域技术人员理解，以下参照图2至图7所示的优选实施形式的螺旋传动式伸缩机构更详细地描述本发明的螺旋传动式伸缩机构的伸缩过程，需要说明的是，在本发明的螺母设置数量改变的情形下，其依次伸缩的过程并不局限于下述的优选形式的螺旋传动式伸缩机构的伸缩过程，这将在下文说明。

[0077] 参加图2至图7所示，图中所示优选实施形式的螺旋传动式伸缩机构为二级伸缩式伸缩机构，包括三个伸缩件，即首级伸缩件6、末级伸缩件1和一个中间伸缩件3，此外，其包括电机8、减速装置7、螺杆5和螺母2，4。另外，对于本领域技术人员显然地，由于采用电机8经由减速装置7驱动螺杆5旋转，电机8采用电控方式，因此一般通过电路连接于控制盒等操作装置，对此无需赘述。

[0078] 电机8通过减速装置7驱动螺杆5转动，依次带动末级伸缩件1上的螺母2和中间伸缩件3上的螺母4前进或者后退，将旋转运动转变成螺母的直线运动。当末级伸缩件1伸出到位、其上的螺母2快要脱开螺杆5的螺纹部9时，在锁定装置的作用下，实现末级伸缩件1与中间伸缩件3的级间定位锁紧，从而使末级伸缩件1带动中间伸缩件3运动。此后末级伸缩件1的螺母2从螺杆的螺纹部9上脱离而移动到第二非螺纹部20，并进而与螺杆5脱开，在此过程中，如上所述，中间伸缩件3的螺母4在末级伸缩件1脱离螺杆5的螺纹部9之前的短暂预定距离的带动下，从螺杆5的第一非螺纹部10进入到螺杆5的螺纹部9上，由于此刻末级伸缩件1与中间伸缩件3之间是锁紧的，中间伸缩件3在其上螺母4的带动下将推动末级伸缩件1一起运动，从而保证了末级伸缩件1和中间伸缩件3连续有序地伸展到预定长度，并保持工作状态。收缩时电机8反向转动，同样的原理中间伸缩件3先行后缩，由于此刻末级伸缩件1与中间伸缩件3之间通过锁定装置是锁紧的，在中间伸缩件
3作用下拉动末级伸缩件1一起收缩，在中间伸缩件3上的螺母4快要脱离螺杆5的螺纹部
9时，末级伸缩件1上的螺母2与螺杆5的螺纹部9啮合，并且在中间伸缩件3收缩到位，且中间伸缩件3上的螺母4完全脱开啮合时，末级伸缩件1与中间伸缩件3之间的锁定装置自动解除两者之间锁紧，从而末级伸缩件1在其上的螺母2的带动下独立进行伸缩，直至缩回到位，从而实现末级伸缩件1和中间伸缩件3连续有序地回缩。

[0079] 具体地，图2至图7中的螺旋传动式伸缩机构的伸出运动过程如下：

[0080] 如上所述，螺杆5依次包括第一非螺纹部10、螺纹部9和第二非螺纹部20，即螺杆5两头的一小段分别是第一非螺纹部10和第二非螺纹部20（例如为未形成螺纹的光杆部）。
当螺母2，4处于第一非螺纹部10或第二非螺纹部20上时，由于不发生螺纹啮合，因此螺母
2，4不会因螺杆5的旋转而产生直线运动。在完全回缩状态下，末级伸缩件1上的螺母2处于螺杆5的螺纹部9的靠近第一非螺纹部10的一端端部并与螺纹部9啮合，中间伸缩件2上的螺母4脱离螺杆5的螺纹部9并处于螺杆5的第一非螺纹部10相对应的位置上，即第一非螺纹部10穿过螺母4，如图2所示。

[0081] 也就是说，在伸出运动之前，只有末级伸缩件1上的螺母2处于螺杆5的螺纹部9的靠近第一非螺纹部10的一端端部并与螺纹部9啮合，而其余伸缩件上的螺母（例如图2中的中间伸缩件3上的螺母4处于螺杆5的第一非螺纹部10的对应位置上。电机8启动后，在螺杆5旋转运动的带动下，末级伸缩件1上的螺母2沿着螺杆5作直线运动，与该螺母2固定连接的末级伸缩件1（例如三级箱型支腿）开始向外伸出。同时，参见图4所示，锁定装置中的定位销12的下端在弹簧13的作用下压靠在末级伸缩件1的外壁面上，从而定位销12的下端由于末级伸缩件1的伸出运动而相对于末级伸缩件1的外壁面滑动。当末级伸缩件1上的螺母2快要脱开螺杆5的螺纹部9时，锁定装置中的定位销12到达末级伸缩件1的外壁上的锁定孔18，从而定位销12在弹簧13的拉力作用下通过摇臂11的按压而插入锁定孔18，末级伸缩件1与中间伸缩件3实现相互锁定，在末级伸缩件1的带动下，中间伸缩件2随着末级伸缩件1一起向外伸出。末级伸缩件1和中间伸缩件2一起运动一段较小的距离后，末级伸缩件1上的螺母2脱离螺杆5的螺纹部9，而中间伸缩件3的螺母4就进入了螺杆5的螺纹部9并啮合，由于在锁定装置的作用下，定位销12仍插入在锁定孔18中，中间伸缩件3上的螺母4的直线运动带动中间伸缩件3向外运动，进而使得中间伸缩件3与末级伸缩件1一起向外运动。图2至他图7中仅是以末级伸缩件1和中间伸缩件
3的伸出为例进行了描述，如果伸缩机构存在更多的伸缩件，相邻伸缩件的伸出运动过程与上述运动过程类似，对此不再赘述，总之在伸出过程中，某一伸缩件的相邻上级伸缩件的螺母与螺杆5的螺纹部9啮合而伸出时，会推动其后的已经伸出的各级伸缩件伸出，从而实现了伸缩机构的相应伸缩件的分级逐步伸出。

[0082] 图2至图7的螺旋传动式伸缩机构的收缩详细运动过程如下：

[0083] 在本发明的螺旋传动式伸缩机构完全伸出的状态下（图6所示）开始收缩时，电机8反转，此时首级伸缩件6的相邻下级中间伸缩件上的螺母，例如图2至图7所示的中间伸缩件3上的螺母4处于螺杆5的螺纹部9的靠近第二非螺纹部20的一端并与螺纹部9啮合，在螺杆5旋转的带动下中间伸缩件3上的螺母4直线运动，从而带动中间伸缩件3进行收缩。由于锁定装置仍处于锁定工作状态，定位销12仍插入在锁定孔中，所以末级伸缩件
1也将随着中间伸缩件3一起收缩。

[0084] 当中间伸缩件3的收缩快要到位时，锁定装置中的摇臂11的与铰接端相对的另一端将会接触到首级伸缩件6，如图7所示。在图7所示的状态下，当中间伸缩件3和末级伸缩件1进一步一起运动一段较小的距离后，末级伸缩件1上的螺母2进入到螺杆5的螺纹部12开始啮合的位置，并且中间伸缩件3上的螺母4从螺杆5的螺纹部9上脱离而空套到第一非螺纹部10上，中间伸缩件3和末级伸缩件1可以继续共同回缩运动，直至锁定装置中的摇臂11撞击首级伸缩件6，使得定位销12从锁定孔18中拔出，中间伸缩件3和末级伸缩件1之间解除锁定。由于锁定装置已经解锁，定位销12从锁定孔18中拔出，所以末级伸缩件6将单独地在其上的螺母2带动下继续沿着螺杆方向做收缩运动，直至完全收缩到位，参见图2所示。图2至图7仅是以包含三个伸缩件的二级伸缩为例进行了描述，但是如果末级伸缩件1之后还有下级伸缩件等，其缩回运动过程是类似的，末级伸缩件1与下级伸缩件之间的锁定装置的摇臂在末级伸缩件1缩回到位后会撞击到中间伸缩件3的端部，从而实现解锁，这对于本领域技术人员可以比照上述运动过程容易地想到，对此不再赘述。

[0085] 在此需要再次说明的是，在上文的伸缩运动过程的描述中主要以图2至图7所示的包括三个伸缩件（即（即首级伸缩件6、中间伸缩件3和末级伸缩件1）的二级伸缩机构进行了描述，但是在描述过程中也附带描述了包括三个以上伸缩件的多级伸缩机构的伸缩运动，这对于本领域技术人员也是比较容易想到的。也就是说，本发明的螺旋传动式伸缩机构，并不局限于图2至图7所示的包括三个伸缩件的二级伸缩机构，其可以为包括两个伸缩件的一级伸缩机构，也可以为包括N+1个伸缩件的N级伸缩机构，无论其对伸缩件的数量根据具体应用情形进行任何改变，其均属于本发明的保护范围。

[0086] 此外，减振装置7主要便于伸缩的速度控制，尽管通过控制电机转速已经可以方便调节伸缩件的伸缩速度，但是在增加减速装置7的情形下，能够更加可靠地进行伸缩速度控制。但是，可选择地，本发明的螺旋传动式伸缩机构并不限于采用电机驱动的方式，而是可以任何公知的旋转驱动装置进行驱动，当然本发明也可以不采用旋转驱动装置，而采用人工旋转驱动形式，例如在图2中，可以取消电机8和减速装置7，螺杆5可旋转地支承到首级伸缩件6（即首级伸缩件）的底壁上并伸出首级伸缩件的底壁，该螺杆5的伸出端可以连接有或能够连接摇柄，从而可以通过人工手摇的方式实现螺杆5的旋转。

[0087] 在上述螺旋传动式伸缩机构的技术方案的基础上，本发明还提供一种工程机械，该工程机械包括上述的螺旋传动式伸缩机构。典型地，所述工程机械可以为混凝土泵车或汽车起重机。

[0088] 由上描述可以看出，本发明优点在于：本发明的螺旋传动式伸缩机构通过控制末节伸缩件（以及优选形式下各个中间伸缩件上）的螺母在螺杆5的螺纹部9上的运动，同时通过末级伸缩件和中间伸缩件中的相邻伸缩件之间的锁定装置的配合，使得单根螺杆带动多个螺母顺序运动，由此通过一套伸缩驱动装置实现了末节伸缩件和各个中间伸缩件的连续有序地伸缩。本发明的螺旋传动式伸缩机构结构简单，其无需像现有技术中那样在相邻的伸缩件之间分别设置伸缩驱动装置，其通过包括一根螺杆和多个螺母的一套伸缩驱动装置即可实现末节伸缩件和各个中间伸缩件的连续有序地伸缩，从而减轻了伸缩机构的重量，节省了成本，在伸缩机构的伸缩级数越多的情况下其优势更加明显，从而显著地节省成本和伸缩驱动装置的数量。同时，由于本发明的伸缩驱动装置采用螺杆与螺母的丝杆机构配合，其属于相对精确的机械传动配合，螺杆转动一圈，螺母相应地直线移动一个导程，从而使得伸缩件的伸缩距离更加精确可控。此外，本发明的螺旋传动式伸缩件避免了采用现有技术中广泛采用的液压缸作为伸缩驱动装置，其无需布置繁杂的液压配套元件和液压管路，也不会存在液压油泄漏等影响工作可靠性的因素，因而工作可靠性良好，便于维护。本发明的工程机械包括上述螺旋传动式伸缩机构，因此同样具有上述优点。

[0089] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

[0090] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

[0091] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

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螺旋传动式伸缩机构和工程机械

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